时钟产品,又称时间频率产品,是提供频率和时间物理量的基础元器件或模组,包括:时钟谐振器、时钟振荡器、时钟振荡器 ASIC 芯片、时钟防抖芯片、时钟专用 PLL 芯片、实时时钟(RTC)芯片、时间同步(IEEE1588 PTP)芯片、时钟缓冲器芯片(Clock Buffer)等。
时钟产品广泛应用于航空航天、卫星导航、军事防务、网络通信、电力网络、工业控制、物联网、汽车电子、消费电子、移动穿戴等领域。
时钟产品市场厂商较多,但专注于技术水平要求较高的高稳时钟领域的厂商较少,随着时钟领域的产品设计、材料生产、晶体切割工艺、集成电路设计、时钟产品封装加工等方面的不断发展,高稳时钟对企业在多个方面的研发能力与产品开发能力提出了较高的要求,形成了较高的技术壁垒,主要技术发展趋势情况如下:
1、时钟产品的生产工艺、算法和结构不断革新升级
时钟产品是频率产生和同步的工具,其稳定度对下游产品应用质量、性能及后期维护具有重要影响,为信息与通信技术设备的核心器件之一。在面临当前社会信息与通信应用程度不断提高的背景下,时钟产品的创新和发展对于实现大宽带通信传输、电子产品微型化、低功耗应用等方面具有较为重要的意义。终端客户的应用需求推动着时钟产品的工艺技术和结构不断革新升级。
时钟产品的主要革新升级方向包括:更高稳定度、更小尺寸、更低功耗、更宽温度、更低相位噪声、更低成本结构、更可靠的结构设计。为了实现更高的性能指标,时钟产品经历了芯片技术、算法技术、制造工艺、线路设计技术、封装材料技术、封装技术、设备系统等演进。
2、芯片技术深度研发及应用将成为企业构建核心竞争力的焦点
就高稳时钟而言,随着下游诸多应用领域,如:无线通信、传输网络、汽车电子、仪器仪表、消费电子、智能穿戴等对时钟产品低功耗、小型化、低相噪、高稳定需求的持续演进,时钟产品专用 ASIC 芯片的研发及深度应用将成为构建核心竞争力主要焦点。
振荡电路、模拟及数字温度补偿电路与处理器等分立器件逐步高度集成化,形成模拟及数字相结合的温度及电压控制 ASIC 芯片(如:OC-IC、TC-IC、OSC-IC 等),有效解决了传统时钟产品无法同时兼容尺寸小型化、低相位噪声、不易因环境温度过高出现温漂的问题,并且降低包括 OCXO、TCXO 在内的各类时钟产品功率损耗。
就时钟芯片而言,当前国内若干主要时钟芯片,如实时时钟(RTC)芯片、时间同步(IEEE1588 PTP)芯片、时钟缓冲器芯片(Clock Buffer)、时钟防抖芯片等尚处于起步阶段,国外厂商占据主要市场地位。时钟芯片具有高技术门槛及高利润率特征,围绕客户对高稳定度时钟产品需求,从高稳时钟延伸到时钟芯片,是行业内企业丰富产业链和产品高端化的理想发展路径。
3、性能指标要求的提升,拉高制造商时钟产品设计能力的要求
随着 5G、6G 通信等新一代通信技术的不断普及以及工业类、消费电子等领域对高稳定时钟产品的需求持续增长,对时钟产品的尺寸、功耗、成本等多个因素提出了更高的要求,因此需要相关厂商拥有对晶体设计、时钟专用芯片设计、温度及老化补偿算法、时钟线路设计、精密加工工艺、精密测试技术均有深刻理解,才能推出高性能和针对性的产品方案,提高了行业技术门槛。
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